隧道工程施工质量控制教材37956.pptx
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1、隧道工程施工质量控制隧道工程施工质量控制l中铁隧道集团四处有限公司工程部城市隧道宜万铁路第一长隧(全长(全长13.833Km13.833Km,全线,全线I I级风险隧道级风险隧道 复杂岩溶隧道,采用钻爆法作业)复杂岩溶隧道,采用钻爆法作业)一、目前隧道施工中常见的质量问题一、目前隧道施工中常见的质量问题(包括过程控制工作质量)(包括过程控制工作质量)(一)超前地质预测预报质量不达标(手段单一、(一)超前地质预测预报质量不达标(手段单一、过程管理存在盲区、判释失误等),将严重影响过程管理存在盲区、判释失误等),将严重影响预处理措施和衬砌结构体系合理性,潜伏安全隐预处理措施和衬砌结构体系合理性,潜
2、伏安全隐患;患;(二)开挖前的预处理质量(包括超前预支护和不(二)开挖前的预处理质量(包括超前预支护和不良与特殊地质处治)及效果检验控制不达标,势良与特殊地质处治)及效果检验控制不达标,势必将给开挖及开挖后带来严重安全隐患;必将给开挖及开挖后带来严重安全隐患;(三)初支钢架安装质量(接头连接、垂直度以及(三)初支钢架安装质量(接头连接、垂直度以及间距等)不达标;间距等)不达标;(四)光爆质量不达标,衬砌背后空洞没(四)光爆质量不达标,衬砌背后空洞没有杜绝,背后回填质量不满足设计及验标有杜绝,背后回填质量不满足设计及验标规定;规定;(五)衬砌厚度不满足设计的情况较为普(五)衬砌厚度不满足设计的情
3、况较为普遍,严重削弱了衬砌自身的承载能力;遍,严重削弱了衬砌自身的承载能力;(六)施工管理失当,造成衬砌开裂;(六)施工管理失当,造成衬砌开裂;(七)砼强度离散性大,甚至强度不足,(七)砼强度离散性大,甚至强度不足,尤其是喷射砼;尤其是喷射砼;(八)富水地段的衬砌渗水严重;(八)富水地段的衬砌渗水严重;(九)基底处理不当,在振动荷载作用(九)基底处理不当,在振动荷载作用下,出现翻浆冒泥。下,出现翻浆冒泥。(十)对围岩量测不重视,量测质量不达(十)对围岩量测不重视,量测质量不达标的现象较为突出(将难以及时掌控围岩标的现象较为突出(将难以及时掌控围岩和支护结构的稳定动态,导致丧失处理大和支护结构的
4、稳定动态,导致丧失处理大变形甚至结构失稳的良机)。变形甚至结构失稳的良机)。超前地质预报不到位导致隧道突水突泥超前地质预报不到位导致隧道突水突泥超前地质预报和预处治措施不到位导致隧超前地质预报和预处治措施不到位导致隧道瓦斯爆炸道瓦斯爆炸超前支护和初期支护不到位导致隧道掌子超前支护和初期支护不到位导致隧道掌子面及侧壁坍方面及侧壁坍方钢架安装质量、喷射砼厚度不足,导致钢架安装质量、喷射砼厚度不足,导致初支被压溃后隧道掌子面形成坍方涌泥初支被压溃后隧道掌子面形成坍方涌泥初支钢拱架连接质量不达标,在薄弱部位初支钢拱架连接质量不达标,在薄弱部位开裂开裂围岩量测不到位,使得横撑补强不及时,围岩量测不到位,
5、使得横撑补强不及时,导致弯曲导致弯曲超前地质预报未实施和围岩量测不超前地质预报未实施和围岩量测不到位,致使错过了处理洞口坍塌的到位,致使错过了处理洞口坍塌的时机时机 隧道初支喷射砼强度(尤其是干喷)隧道初支喷射砼强度(尤其是干喷)不达标不达标l光爆质量不重视、衬砌背后存在空洞光爆质量不重视、衬砌背后存在空洞 衬砌背后空洞坍塌造成落石衬砌空洞造成弯曲挤压破坏衬砌背后衬砌背后脱空导致脱空导致初支破坏初支破坏 假喷混凝土违规用碎石回填l施工管理失当(如过早通行、爆破等)施工管理失当(如过早通行、爆破等)引起衬砌开裂引起衬砌开裂衬砌渗水衬砌渗水洞口支护措施不及时、质量不达标导致滑坡洞口支护措施不及时、
6、质量不达标导致滑坡二、隧道工程的施工质量控制特点和要点(一)对隧道工程施工特点的基本认识(一)对隧道工程施工特点的基本认识 1、施工环境恶劣(特殊)、施工环境恶劣(特殊)围岩条件:复杂、多变,不可预见因素多;作业空间:有限,地下水、通风、燥声、采光问题众多。2、作业特点 生产线多,专业多,综合性强;隐蔽性大;循环性大;风险高,对作业管理人员的应变能力要求极高;实施动态管理。(二)对隧道工程质量控制特点的理(二)对隧道工程质量控制特点的理解解1 1、充分认识和彻底领悟隧道工程质量的极端重、充分认识和彻底领悟隧道工程质量的极端重要性(事关施工安全);要性(事关施工安全);2 2、环境影响大,要注意
7、规避不良环境的影响,、环境影响大,要注意规避不良环境的影响,尤其是地下水、瓦斯等;尤其是地下水、瓦斯等;3 3、隐蔽工程多,验收和旁站工作量大;、隐蔽工程多,验收和旁站工作量大;4 4、质量检验特殊,要采用、质量检验特殊,要采用“及时检查、及时及时检查、及时发现、及时整改发现、及时整改”的原则,避免积重难返;的原则,避免积重难返;5 5、认真抓好光爆质量,加大对围岩的保护、认真抓好光爆质量,加大对围岩的保护力度,充分发挥结构与围岩的共同作用:力度,充分发挥结构与围岩的共同作用:衬砌结构本身的质量衬砌结构本身的质量 衬砌结构同围岩紧密贴合衬砌结构同围岩紧密贴合6 6、衬砌质量控制要努力做到内实外
8、、衬砌质量控制要努力做到内实外光,内实是基础和关键。其内实光,内实是基础和关键。其内实(密实密实)的核心是:的核心是:喷射砼密实;喷射砼密实;普通砼密实;普通砼密实;喷射砼与围岩紧贴,背后无空洞;喷射砼与围岩紧贴,背后无空洞;二衬砼与喷射砼密贴,背后无空洞。二衬砼与喷射砼密贴,背后无空洞。(三)隧道开挖控制(三)隧道开挖控制1、高危地段必须设置钻爆开挖条件、高危地段必须设置钻爆开挖条件(1)对于高压富水、断层破碎带、浅埋、偏压对于高压富水、断层破碎带、浅埋、偏压以及瓦斯突出工区等高风险地段,应设置隧道开以及瓦斯突出工区等高风险地段,应设置隧道开挖条件(也就是所谓的开挖安全评审)。挖条件(也就是
9、所谓的开挖安全评审)。并经公司、业主或监理审批同意后方可开挖。并经公司、业主或监理审批同意后方可开挖。(2)专项钻爆设计须经相关部门审批后实施。)专项钻爆设计须经相关部门审批后实施。(3)相关应急预案(人员、物资、逃生路线等)相关应急预案(人员、物资、逃生路线等)已经落实于现场。已经落实于现场。(4)作业工人的安全专项教育培训业已通过。)作业工人的安全专项教育培训业已通过。l2 2、爆破前的控制、爆破前的控制l(1 1)炮眼布置是否满足经批准后的钻爆)炮眼布置是否满足经批准后的钻爆设计要求。设计要求。l(2 2)开挖工法是否满足钻爆设计要求。)开挖工法是否满足钻爆设计要求。l(3 3)预留变形
10、量、测量贯通误差和施工)预留变形量、测量贯通误差和施工误差是否满足钻爆设计、误差是否满足钻爆设计、验标验标要求。要求。l(4 4)采用分部开挖时,应在初期支护喷)采用分部开挖时,应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的射混凝土强度达到设计强度的70%70%及以上及以上时,方可进行下一分部的开挖。时,方可进行下一分部的开挖。3 3、开挖质量的主要控制指标、开挖质量的主要控制指标(1 1)洞身开挖)洞身开挖 中线、高程必须符合设计要求;中线、高程必须符合设计要求;严格控制欠挖严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时,方。当围岩完整、石质坚硬时,方允许岩石个别突出部分(每允许岩石个别突出部分(每1m1m
11、2 2 不大于不大于0.1m0.1m2 2)侵入衬砌,整体式衬砌应小于侵入衬砌,整体式衬砌应小于10cm10cm,其它衬砌不,其它衬砌不应大于应大于5cm5cm。拱脚和墙脚以上。拱脚和墙脚以上1 1内断面严禁欠内断面严禁欠挖;挖;光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率,硬岩光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率,硬岩应大于等于应大于等于80%80%,中硬岩应大于等于,中硬岩应大于等于60%60%,并在开,并在开挖轮廓面上均匀分布。挖轮廓面上均匀分布。(2 2)隧底开挖)隧底开挖 开挖轮廓线和底部高程应符合设计要求。隧开挖轮廓线和底部高程应符合设计要求。隧底范围岩石局部突出每底范围岩石局部突出每1.01
12、.02 2内不应大于内不应大于0.10.12 2,侵入断面不大于,侵入断面不大于5cm5cm;基础及隧底地质情况或加固处理后应满足设基础及隧底地质情况或加固处理后应满足设计要求。计要求。(3 3)各工作面布局满足业主和国家部委的相)各工作面布局满足业主和国家部委的相关要求。关要求。光面爆破炮眼残留率 硬岩80%中硬岩 60%(四)隧道衬砌质量控制要点1 1、衬砌质量三个核心要素、衬砌质量三个核心要素 1 1)砼(喷砼)砼(喷砼)强度强度 2 2)衬砌)衬砌厚度厚度 3 3)密实性密实性(四点含义)(四点含义)2 2、防排水系统可靠性、防排水系统可靠性 因地制宜,注重保护环境。因地制宜,注重保护
13、环境。1 1)注浆效果)注浆效果排放排放流量流量的控制的控制 2 2)排导系统的)排导系统的畅通畅通3 3、净空和外观质量、净空和外观质量1、喷射砼质量控制l喷射砼强度控制;喷射砼强度控制;l喷射砼工艺选择;喷射砼工艺选择;l喷射砼厚度和表面平整度控制;喷射砼厚度和表面平整度控制;l背后密实度控制。背后密实度控制。喷砼强度检验问题之一取样代表性及方法验标规定的试件制作的主要方法:大板切割 45cm35cm12cm 试件 10cm10cm10cm k=0.95现场钻取 k1 现场取样损伤系数,可取0.85 k2 圆柱形试件形状系数,当试件尺寸为1010cm时 k2=1无底试模喷射成型 15cm1
14、5cm15cm 注意:试件成型的喷射方向应予边墙相同;换算系数。注意:试件成型的喷射方向应予边墙相同;换算系数。以上三种方法制作试件的压试结果,均可作为质量评定的依据。以上三种方法制作试件的压试结果,均可作为质量评定的依据。其他参考方法:超声-回弹法气压射钉枪法喷射砼强度指标要求与控制l早期强度(早期强度(1d1d)必须满足设计要求,)必须满足设计要求,每喷射环采用贯入法或拔出法检测。每喷射环采用贯入法或拔出法检测。l标准龄期强度必须满足设计要求。标准龄期强度必须满足设计要求。喷砼强度检验问题之二-匀质性指标l强度水平l变异性喷砼强度R检验准则匀质性指标强度要求样本规模,减小K提高匀质性,减小
15、Sn喷射砼工艺浅析l 存在的问题 粉尘 回弹 品质管理和质量控制喷混凝土的不同工艺喷混凝土的不同工艺干喷和湿喷工艺的区别干喷和湿喷工艺的区别干拌和物成品混凝土成品混凝土压缩空气速凝剂水稀薄流干拌和物稀薄流成品混凝土稠密流成品混凝土速凝剂相对干喷而言,湿喷砼工艺的主要优势:相对干喷而言,湿喷砼工艺的主要优势:可以很好的控制住影响砼强度的主要因素可以很好的控制住影响砼强度的主要因素W/C,从而确保砼强度,这是湿喷工艺的最大优势;,从而确保砼强度,这是湿喷工艺的最大优势;粉尘和回弹量减小,可大大改善作业环境,符粉尘和回弹量减小,可大大改善作业环境,符合时代潮流;合时代潮流;每小时喷射量可达每小时喷射
16、量可达20m3(进口)和(进口)和5m3(国产)(国产)以上,在施工能力上进口机械占有优势,国产以上,在施工能力上进口机械占有优势,国产机械也不落下风,这对于大断面隧道喷射作业机械也不落下风,这对于大断面隧道喷射作业极为有利。极为有利。l混凝土配合比的确定l强度 C/Wl和易性 W,Cl A,W,C喷混凝土厚度d检验 检断面及测点设置检断面及测点设置 (1 1)断面间距)断面间距 全断面开挖:每作业循环检查全断面开挖:每作业循环检查1 1次;次;分部开挖:每分部开挖:每3 35 5m检验检验1次。次。(2 2)测点设置)测点设置 自拱顶起每隔自拱顶起每隔2m设置一个测点。设置一个测点。(3)检
17、验手段)检验手段 埋设厚度尺标;钻孔量测;地质雷达。用自埋设厚度尺标;钻孔量测;地质雷达。用自动断面仪检查表面平整度。动断面仪检查表面平整度。(4 4)喷射砼厚度和表面平整度合格标)喷射砼厚度和表面平整度合格标准(高铁标准)准(高铁标准)平均厚度平均厚度d dm m 设计厚度设计厚度d d;检查点数的检查点数的80%80%及以上之厚度及以上之厚度didi设计设计厚度厚度dd;最小厚度最小厚度d dmin min 2/3d;2/3d;表面平整度的允许偏差为表面平整度的允许偏差为100mm100mm。衬砌背后密实性l回填质量 初期支护和衬砌间的空间同级混凝土回填(设计文件和验标要求)特殊情况经设计
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